地源热泵工作原理图讲解

地表水地源热泵的工作原理
地表水地源热泵（Water-source heat pump, WSHP）是一种利
用地表水作为热源或冷源，通过热泵循环系统实现供暖和制冷的设备。

其工作原理如下：
1. 热水循环系统：地表水通过地下水泵进入地表水循环系统。

这些水体可以来自近地表的湖泊、河流、水井或水井补给系统。

2. 水源侧换热系统：地表水进入换热器，通过与回路水体进行热交换来吸收或释放热量。

换热器中的回路水体则可以是供热或供冷系统中的循环水。

3. 压缩机循环系统：在地源热泵中，地表水与回路水体之间的热量转移由压缩机驱动。

压缩机是地源热泵中的关键组件，通过压缩制冷剂来提高其温度和压力。

4. 制冷剂循环系统：制冷剂在压缩机的作用下，由低压低温的汽态转变为高压高温的液态。

之后，制冷剂通过冷凝器与换热器中的水体进行热交换，将热量转移到地表水中。

5. 膨胀阀或节流装置：高压液态制冷剂通过膨胀阀或节流装置进入蒸发器，使其压力和温度降低。

6. 蒸发器循环系统：减压后的制冷剂在蒸发器中吸收地表水的热量，从而使地表水冷却或加热。

7. 回路水体循环：热量通过回路水体传递给供热或供冷设备，
实现室内空调或供暖。

8. 循环回路：冷却或加热后的地表水回流至地下水泵，继续循环使用。

通过以上循环，地表水地源热泵实现了利用地表水的恒定温度来提供供暖或制冷功能。

这种系统具有较高的能效和环境友好性，适用于城市和乡村地区，尤其适合有近地表水资源的地方。

地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种,热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备.地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方.通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的.地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内,一个年度形成一个冷热循环.编辑本段地源热泵的由来地源一词是从英文“ground source”翻译而来，汉语的内涵则十分广泛，应包括所有地下资源的含义。

但在空调业内，目前仅指地壳表层（小于400米）范围内的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来自地球内部的地热能。

"地源热泵"的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。

1946年美国在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。

但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛注意，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。

20世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。

直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机，它才开始受到重视，许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。

这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵，主要用于冬季供暖。

虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区，但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂热泵原理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。

随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格，地源热泵的发展迎来了它的另一次高潮。

欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表，大力推广地源热泵供暖和制冷技术。

政府采取了相应的补贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。

上世纪80年代后期，地源热泵技术已经趋于成熟，更多的科学家致力于地下系统的研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。

太阳能、地能热泵采暖供热系统原理图太阳能、地能热泵采暖供热系统原理图采暖供热原理：如图一所示，热泵主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组成制冷回路，在制冷回路内充注制冷剂。

制冷压缩机通入三相交流电高速旋转，将低温低压制冷剂气体吸入压缩机，经压缩后变成高压高温气体，该高温高压气体经冷凝器被冷却水冷却，变成中压中温制冷剂液体，制冷剂液体经过膨胀阀节流减压后送入蒸发器，由于蒸发器连接在压缩机的吸气口上，压缩机不停的吸入蒸发器的制冷剂气体，使得进入蒸发器的大量制冷剂压力减低，制冷剂进一步大量蒸发。

由于蒸发器另一侧与地下水中水泵连接，所以当地下水大量流过蒸发器时，被蒸发的制冷剂带走大量的地下水中的热量（因为制冷剂蒸发过程，也就是制冷剂吸热的过程）。

地下水中含有大量的地球浅层土壤低温热量，这些低温热量通过地下水媒介被蒸发器中蒸发的制冷剂吸收提取变成制冷剂热量，被源源不断地吸入制冷压缩机。

经压缩机压缩之后，又变成为80-90℃ 的高温气体，这个高温气体在被冷凝器冷却的过程中，将大量的高温热量传给了冷凝器另一侧的采暖系统，80-90℃ 高温制冷剂气体被冷却的过程，也可以看作是将这些高温热量传递给冷却系统的过程，或者说是对采暖系统的加热过程，维持采暖系统水温在50-60℃， 通过风机盘管或暖气片负荷向空调房间供热。

综上所述，热泵机组是将电能通入压缩机，压缩机将电能变为高速旋转的机械能，机械能又通过压缩机将机械能变成为热能，压缩机输出的总热能=压缩机电功率+压缩机向地下水吸收的热能，而向井水中吸取的热能远远大于压缩机的电功率。

一般从井水中提取的热能是压缩机电功率产生热能的 4-5倍，所以热泵机组的能效比=输出热能（kw）/输入电功率 （kw）≈4.5左右。

而电锅炉的能效比=输出热能（kw）/输入功率（kw）≈0.9～0.98左右，从上面的对比可以看出热泵机组是节能环保设备，与电锅炉相比也同样是电采暖设备，只不过热泵比电锅炉更节省运行费用，理应得到电力部门大力推广的设备，最终受益的首先是电力部门，然后是用户，对环保、对电力部门、对全社会都是有很大好处的事。

图解热泵原理（内含视频）热泵⼀种将低温热源的热能转移到⾼温热源的装置，通过这种装置来实现制冷和供暖。

通常⽤于热泵装置的低温热源是我们周围的介质——空⽓、河⽔、海⽔，城市污⽔，地表⽔，地下⽔，中⽔，消防⽔池，或者是从⼯业⽣产设备中排出的⼯质，这些⼯质常与周围介质具有相接近的温度。

由于热泵装置的⼯作原理与压缩式制冷是⼀致的；所以在⼩型空调器中，为了充分发挥它的效能，在夏季空调降温或在冬季取暖，都是使⽤同⼀套设备来完成的。

在冬季取暖时，将空调器中的蒸发器与冷凝器通过⼀个换向阀来调换⼯作。

在夏季空调降温时，按制冷⼯况运⾏，由压缩机排出的⾼压蒸汽，经换向阀（⼜称四通阀）进⼊冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进⼊蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空⽓冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸⼊，这样周⽽复始，实现制冷循环。

在冬季取暖时，先将换向阀转向热泵⼯作位置，于是由压缩机排出的⾼压制冷剂蒸汽，经换向阀后流⼊室内蒸发器（作冷凝器⽤），制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空⽓加热，达到室内取暖⽬的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进⼊冷凝器（作蒸发器⽤），吸收外界热量⽽蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸⼊，完成制热循环。

这样，将外界空⽓（或循环⽔）中的热量“泵”⼊温度较⾼的室内，故称为“热泵”。

空⽓源热泵是⼀种利⽤⾼位能使热量从低位热源空⽓流向⾼位热源的节能装置。

空⽓源热泵原理运⾏中，蒸发器从空⽓中的环境热能中吸取热量以蒸发传热⼯质，⼯质蒸⽓经压缩机压缩后压⼒和温度上升，⾼温蒸⽓通过黏结在贮⽔箱外表⾯的特制环形管时，冷凝器冷凝成液体，将热量传递给空⽓源热泵贮⽔箱中的⽔。

与锅炉（电、燃料）和空⽓源热泵的供热系统相⽐，⽔源热泵具明显的优势。

锅炉供热只能将90%～98%的电能或70%～90%的燃料内能转化为热量，供⽤户使⽤，因此地源热泵要⽐电锅炉加热节省三分之⼆以上的电能，⽐燃料锅炉节省⼆分之⼀以上的能量；由于⽔源热泵的热源温度全年较为稳定，⼀般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空⽓源热泵相⽐，要⾼出40%左右，其运⾏费⽤为普通中央空调的50%～60%。

地源热泵发展趋势及工作原理简介(组图) 什么叫地源热泵？地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。

地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地下去。

通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4-5kW以上的热量或冷量。

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达4-5，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60％。

地源热泵系统的能量来源地下能源。

它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的“绿色空调”。

被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。

该系统无论严寒地区或热带地区均可应用。

可广范应用在办公楼、宾馆、学校、宿舍、医院、饭店、商场、别墅、住宅等领域。

地源热泵的发展趋势随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。

作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。

地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。

在美国地源热泵空调系统占整个空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。

1998年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地埋管土壤换热器地源热泵空调系统。

为了表示支持这种技术，美国总统布什在他的得克萨斯州的别墅中也安装了这种地源热泵空调系统（见2001年5月28日参考消息）。

地源热泵工作原理地源热泵（Ground Source Heat Pump，简称GSHP）是一种利用地下热能进行供暖和制冷的高效节能设备。

它通过地下的地热能源，将低温热能转化为高温热能，从而实现室内的舒适温度调节。

地源热泵的工作原理可以分为四个主要部份：地热能源获取、热泵循环系统、热泵蒸发器和热泵压缩机。

1. 地热能源获取：地源热泵利用地下的热能作为供暖和制冷的来源。

通过埋设在地下的地热能源获取系统，如地热能源井或者水平埋管，将地下的热能吸收到热泵系统中。

地下的温度相对较稳定，普通在10摄氏度到25摄氏度之间，可以提供稳定的热能源。

2. 热泵循环系统：地源热泵的循环系统由热泵蒸发器、热泵压缩机、冷凝器和膨胀阀组成。

循环系统中的制冷剂（如R410A）在不同的部件之间流动，完成热能的转移和转换。

3. 热泵蒸发器：热泵蒸发器是地源热泵系统中的一个关键组件，用于吸收地下的热能。

制冷剂在蒸发器内部被加热，从而吸收地下的热能。

当制冷剂吸收了足够的热能后，它会变成低温低压的气体。

4. 热泵压缩机：热泵压缩机是地源热泵系统中的另一个关键组件，用于提高制冷剂的温度和压力。

低温低压的制冷剂从蒸发器流入压缩机，经过压缩后变成高温高压的气体。

通过压缩，制冷剂的温度和压力都得到提高，从而使其能够释放更多的热能。

通过循环系统中的冷凝器，高温高压的制冷剂释放出热能，将其传递给室内的供暖系统或者制冷系统。

室内的供暖系统可以利用这些热能提供舒适的暖气，而制冷系统则可以通过排放热能来降低室内的温度。

地源热泵的工作原理基于热能的传递和转换，通过有效地利用地下的热能资源，实现了供暖和制冷的高效节能。

相比传统的供暖和制冷设备，地源热泵具有更低的能耗和更高的能效比，对环境的影响也更小。

因此，地源热泵被广泛应用于住宅、商业建造和工业设施等领域，成为可持续发展的重要技术之一。

《地源热泵培训》PPT课件$number{01}目录•地源热泵技术概述•地源热泵系统组成及工作原理•地源热泵系统设计及选型•地源热泵安装施工与验收规范•地源热泵系统运行维护与保养•地源热泵技术发展趋势及挑战01地源热泵技术概述定义与原理定义地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（包括土壤、地下水、地表水等）进行供热和制冷的高效节能空调系统。

原理通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。

冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到土壤中去。

发展历程及现状发展历程地源热泵技术起源于20世纪70年代，经历了从理论到实践、从局部到整体的发展历程。

现状目前，地源热泵技术已经在全球范围内得到广泛应用，成为绿色建筑和可再生能源领域的重要技术之一。

应用领域与前景应用领域地源热泵系统可应用于住宅、办公楼、学校、医院、酒店等建筑领域，以及工业、农业等领域。

前景随着全球对可再生能源和环保的重视，地源热泵技术将具有更加广阔的应用前景。

未来，地源热泵技术将在提高能源利用效率、减少温室气体排放等方面发挥更加重要的作用。

02地源热泵系统组成及工作原理123地下换热系统地下水换热器抽取地下水作为热源或冷源，通过换热器与热泵机组进行热交换。

地埋管换热器通过地埋管与土壤进行热交换，实现热量的吸收和释放。

地表水换热器利用地表水作为热源或冷源，通过换热器与热泵机组进行热交换。

蒸发器冷凝器压缩机热泵机组提供制冷或制热所需的动力，将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的制冷剂。

将中温高压的液体蒸发成低温低压的气体，吸收热量。

将压缩机排出的高温高压制冷剂冷却成中温高压的液体。

室内末端系统风机盘管通过风机吹送空气，经过盘管中的制冷剂进行冷却或加热，实现室内温度的调节。

新风处理机组处理室外新风，通过热交换器与室内排风进行热交换，实现节能和舒适性的提高。

地暖系统通过地板下的管道循环热水或热风，实现室内均匀、舒适的采暖效果。